四旋翼平台搭建与算法研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第15-23页 |
| 1.1 研究背景 | 第15-16页 |
| 1.2 四旋翼飞行器的发展 | 第16-17页 |
| 1.3 四旋翼无人机的研究现状 | 第17-21页 |
| 1.4 本文的工作及论文结构 | 第21-23页 |
| 第二章 四旋翼的姿态表示与数学模型 | 第23-41页 |
| 2.1 坐标系定义 | 第23-24页 |
| 2.2 姿态表示方法 | 第24-34页 |
| 2.2.1 三种姿态表示方法介绍 | 第25-28页 |
| 2.2.2 三种表示方法之间的相互转换 | 第28-32页 |
| 2.2.3 三种表示方法的优缺点 | 第32-33页 |
| 2.2.4 三种表示方法的姿态更新 | 第33-34页 |
| 2.3 四旋翼运动方程 | 第34-40页 |
| 2.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 第三章 四旋翼硬软件介绍 | 第41-55页 |
| 3.1 硬件介绍 | 第41-45页 |
| 3.1.1 主控模块 | 第41-42页 |
| 3.1.2 无线遥控通信模块 | 第42页 |
| 3.1.3 数据传输通信模块 | 第42-43页 |
| 3.1.4 MPU6050姿态测量模块 | 第43-44页 |
| 3.1.5 执行机构 | 第44-45页 |
| 3.2 软件介绍 | 第45-49页 |
| 3.2.1 飞控总程序流程 | 第45-46页 |
| 3.2.2 飞控初始化模块 | 第46-47页 |
| 3.2.3 飞控通信模块 | 第47-48页 |
| 3.2.4 遥控模块 | 第48-49页 |
| 3.3 视觉测量姿态平台的设计 | 第49-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 第四章 四旋翼传感器预处理方法 | 第55-69页 |
| 4.1 加速度计校准 | 第55-60页 |
| 4.2 陀螺仪校准 | 第60页 |
| 4.3 数字滤波器算法研究 | 第60-68页 |
| 4.3.1 巴特沃斯滤波器 | 第61-62页 |
| 4.3.2 截止频率的确定 | 第62-67页 |
| 4.3.3 滑动平均滤波器 | 第67-68页 |
| 4.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 四旋翼姿态估算算法 | 第69-85页 |
| 5.1 互补滤波方法 | 第69-74页 |
| 5.1.1 一阶互补滤波 | 第71-72页 |
| 5.1.2 二阶互补滤波 | 第72-73页 |
| 5.1.3 显式互补滤波 | 第73-74页 |
| 5.2 卡尔曼滤波融合方法 | 第74-84页 |
| 5.2.1 离散型线性系统卡尔曼滤波基本方程 | 第75-76页 |
| 5.2.2 离散型非线性广义卡尔曼滤波方程 | 第76-79页 |
| 5.2.3 线性卡尔曼估计姿态的应用 | 第79-82页 |
| 5.2.4 广义卡尔曼估计姿态的应用 | 第82-84页 |
| 5.3 本章总结 | 第84-85页 |
| 第六章 参数的测量与仿真 | 第85-99页 |
| 6.1 转动惯量的测量 | 第85-91页 |
| 6.1.1 理论计算转动惯量 | 第85-89页 |
| 6.1.2 实验测量转动惯量 | 第89-91页 |
| 6.1.3 对比结果 | 第91页 |
| 6.2 升力系数的测量 | 第91-93页 |
| 6.3 反扭矩系数的测量 | 第93-94页 |
| 6.4 电机模型测量 | 第94-97页 |
| 6.5 本章总结 | 第97-99页 |
| 第七章 控制算法及其仿真 | 第99-111页 |
| 7.1 PID控制器的结构 | 第99-101页 |
| 7.2 积分器的应用改进 | 第101-102页 |
| 7.2.1 积分分离 | 第101页 |
| 7.2.2 遇限消弱法 | 第101-102页 |
| 7.3 角运动模型线性化 | 第102-103页 |
| 7.4 串级PID控制器的设计 | 第103-109页 |
| 7.5 本章总结 | 第109-111页 |
| 第八章 全文总结及未来展望 | 第111-113页 |
| 8.1 总结 | 第111-112页 |
| 8.2 展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-117页 |
| 附录A | 第117-121页 |
| A.1 四元数转方向余弦矩阵推导 | 第117页 |
| A.2 欧拉角微分方程推导 | 第117-121页 |
| 附录B | 第121-122页 |
| B.1 最优截止频率计算 | 第121-122页 |
| 附录C | 第122-123页 |
| C.1 四旋翼转动惯量参数测量 | 第122-123页 |
| 附录D | 第123-127页 |
| D.1 Simulink仿真程序结构图 | 第123-127页 |
| 致谢 | 第127页 |
